DE1002842B

DE1002842B - Druckgas-Stromunterbrecher

Info

Publication number: DE1002842B
Application number: DEW13240A
Authority: DE
Inventors: John Bayfield Macneill; Benjamin Pifer Baker
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1953-02-26
Filing date: 1954-02-12
Publication date: 1957-02-21
Also published as: BE526782A; CH321288A; GB740031A; FR1096388A; US2748226A

Description

DEUTSCHES

Druckgas-Stromunterbrecher mit einem Hochdruckgasbehälter, einem Niederdruckgasbehälter und einer Unterbrechereinheit, welche durch ein Gas führendes Isolierrohr getragen ist und zwei relativ zueinander bewegliche Kontakte aufweist, deren einer im Sinne des Schließens belastet ist und bei Beschickung des Isolierrofares mit Druckgas in dem Druckgasbehälter in Offenstellung bewegt wird, sind bekannt.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Hochdruckgasbehälter und der Niederdruckgasbehälter wahlweise an das gleiche Ende der gasführenden Isolierleitung vermittels eines Steuerventilsystems anschließbar sind, daß an das den Behältern entgegengesetzte Ende der Isolierleitung die die Unterbrechereinheiten tragenden Isolierrohre angebracht sind, und daß jede Unterbredrereinheit mit einer zur Aufnahme und Speicherung des Hochdruckgases während der Kontaktöffnung nach dessen Durchgang durch die Kontaktunterbrechungsstelle dienenden geschlossenen Rückstromkammer versehen ist, von welcher das gespeicherte Hochdruckgas während des Kontaktschließungsvorganges durch die Kontaktunterbrechungssteüe in den Niederdruckgasbehälter strömt.

Diese Anordnung gewährleistet wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Einrichtungen. Vor allem verhindert der Druckgasstrom über die Kontakte während des Schließvorganges das Entstehen eines Bogens zwischen den schließenden Kontakten. Ferner wird während der Zeit, in welcher der Unterbrecher sich in Offenstellung befindet, der Raum zwischen den Kontakten in an sich bekannter Weise mit Hochdruckgas gefüllt, so daß selbst bei höchsten Betriebsspannungen nur ein kurzer Kontakthub erforderlich ist. Auch ist nur ein einziges gasführendes Isolierrohr notwendig. Und schließlich ist die Steuerung des Arbeitsvorganges sehr einfach; sie erfordert lediglich ein Dreiwegsteuerventil, welches wahlweise die Hochdruckkammer oder die Niederdruckkammer mit dem gasführenden Isolierrohr verbindet.

Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellt dar

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Dreiphasenunterbrechers erfindungsgemäßer Ausführung,

Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1,

Fig. 3 die Stirnansicht einer Unterbrechereinheit in vergrößertem Maßstab für die Verwendung in einem Stromkreis verhältnismäßig niedriger Spannung,

Fig. 4 einen Querschnitt zu Fig. 3, wobei ein Teil der Kontakte geöffnet ist,

Fig. 5 einen Querschnitt des Windschiebers der Fig. 4 in der Stellung, in welcher Hochdruckgas in das Unterbrechersystem eingelassen wird,

Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt der Aus-Drackgas-Stroniimterbrecher

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann
und Dr. A. Weickmann, Patentanwälte,
München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 26. Februar 1953

John Bayfield MacNeill, Pittsburgh, Pa.,

und Benjamin Pifer Baker, Turtle Creek, Pa. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

führungsform der Fig. 4, wobei die Kontakte in der geschlossenen Stellung stehen,

Fig. 7 den Schnitt durch eine andere, der Fig. 6 ähnliche Ausführungsform bei geschlossenen Kontakten,

Fig. 8 eine weitere abgewandelte, jedoch der Fig. 7 ähnliche Ausführungsform bei geschlossenen Kontakten,

Fig. 9 eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Ausführungsform eines Windschiebers.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist auf einer Basis 1 eine Vielzahl von Unterbredhereinheiten 2 angeordnet. Diese liegen hintereinander in einer Kraftleitung 3, 4. Es handelt sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, um ein Dreiphasensystem; jede Phase wird auf ihrer Basis 1 bzw. 1" bzw. I⁶ getragen und enthält eine Unterbrecheranordnung 2 bzw. 2^a bzw. 2⁶, deren jede aus mehreren in Reihe geschalteten Unterbrechern zusammengesetzt ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich.

Die Basis 1 dient vorzugsweise als Gehäuse für ein Paar von in der Längsrichtung sich erstreckenden Behältern oder Tanks 5, 6, von denen dear erstere verhältnismäßig hoch gespanntes Gas, der letztere: verhältnismäßig nieder gespanntes Gas enthält.

Jede Unterbrecheranordnung 2 besteht aus einem vertikalen Isolierrohr 7 (Fig. 1 und 3). Diese Isolierrohrsäule 7 ist von wetterfester Ausführung und aus irgendwelchem geeigneten Isoliermaterial der erforderlichen mechanischen Festigkeit gefertigt, beispielsweise aus Porzellan oder ähnlichem keramischem Werkstoff. Die auf der Basis 1 vertikal stehende Iso-

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liersäule 7 ist an ihrem oberen Ende mit einem drei- Balges 35 vorhandenes Hochdruekgas, so daß die eckförmigen, leitenden Träger 8 versehen, der ein Feder 36 sich entspannen kann, wobei das Hochdruck-Paar von schräg oder diagonal nach oben gerichteten ventil 28 geschlossen und das Niederdruckventil 27 UnterbrechereMieiten 10 trägt. geöffnet wird.

^; Die Unterbrechereinheiten 10 liegen elektrisch in 5 Erregung des Solenoides 44 bewirkt, daß das Van-

Reihe mit der Netzleitung 3, 4 und dienen dazu, den til 43 die in Fig. 5 gezeigte Stellung einnimmt, wobei

Netzstromkreis zu unterbrechen, wie später beschrie- das Hochdruckgas über die Leitung 41, die Binlaß-

ben wird. Das Trägerrohr 8 trägt außerdem eine nach öffnung 45 und die Leitung 39 in das Innere 37 des

oben gerichtete Stütze 11, deren freies Ende zwischen Balges 35 gelangt. Hierdurch wird die Spannung der

einem Paar von horizontalen Impedanzsäulen 13 liegt. io Feder 36 überwunden mit der Folge, daß das Nieder-

Leiterelemente 14 und 15 dienen der Verbindung der druckventil 27 schließt, das Hochdruckventil 28 hin-

Endien der in Reihe geschalteten Unterbrecheranord- gegen öffnet, welche Stellung in Fig. 5 wiedierge-

nungen2 (Fig. 1). geben ist.

In Fig. 3 ist die Basis 1 um 90° gedreht gezeichnet, Gemäß Fig. 4 trägt der dreieckige Körper 8 ein um die Hoch- und Niederdruckgasbehälter 5 und 6 er- 15 Paar stationäre Kontakte 47; jeder dieser stationären kennen zu lassen. Jede Unterbrechereinheit 10 besteht Kontakte arbeitet in Wechselwirkung mit einem beaus einem wetterfesten Gehäuse 16 aus wetterfestem weglichen, rohrförmigen Kontakt 49 (Fig. 6). Der beWerkstoff der erforderlichen, mechanischen Festigkeit, wegliche Kontakt 49 trägt eine Kolbenplatte 50, die z. B. Porzellan od. dgl. In ähnlicher Weise bestehen fest mit ihm verbunden und in einem Arbeitszylinder die Impedanz- oder Widerstandssäulen 13 aus einem 20 51 geführt ist. Letzterer ist in beliebiger Weise, beiwetterfesten Gehäuse 17, dessen Konstruktion ähnlich spielsweise durch Schweißung, mit dem äußeren Ende jener der Gehäuse 16 ist. An den äußeren Enden der der Rückströmkammer 19 verbunden. Der bewegliche Unterbrechereinheiten 10 befindet sich ein Paar von Kontakt 49 besitzt öffnungen 52, deren Zweck später Rückströmkammern 19 (Fig. 4), an welchen dieKlem- erläutert wird.

men 20, 21 befestigt sind. Diese Kammern 19 tragen 25 Der Arbeitszylinder 51 hat eine ringförmige Einihrerseits Kontaktgehäuse 22 an den äußeren Enden drehung 53, welche der Aufnahme eines Dichtungsder Impedanzsäülen 13. ringes 54 dient. Im Inneren des Arbeitszylinders 51 Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist die Säule 7 befindet sich ein Ventilmechanismus 55, der aus einem kürzer als die Isoliersäule 7 der Fig. 1 und 2. Der Ventil 56 zur Steuerung einer Auslaßöffnung 57 einer Grund hierfür liegt darin, daß in Fig. 3 lediglich eine 3° Platte 58 dient. Diese ist an einem zylindrischen Teil einzige Unterbrecheranordnung 2 für einen Strom- 59 befestigt, der sich am äußeren Ende der Rückkreis Verwendung findet, dessen Spannung verhältnis- Strömkammer 19 befindet. Eine Entleerungsleitung 60 mäßig niedriger ist als bei der Anordnung der Fig. 1 dient der Entlüftung des Raumes 61 auf der Auslaß- und 2. seite des Ventils 56. Dieses Ventil steht unter der

Die Fig. 4 bis 6 zeigen die Innenkonstruktion der 35 Wirkung einer Feder 62, die es geschlossen hält; das erfindungsgemäßen Unterbrecheranordnung 2; wie aus Ventil öffnet bei einem vorbestimmten Druck, wie Fig. 4 ersichtlich, ist ©in Dreiwegwindventil 23 im später erläutert wird. Wie besonders deutlich aus unteren Teil der Isoliersäule 7 angeordnet. Dieses Fig. 6 ersichtlich, ist die Rückströmkammer 19 durch Ventil umfaßt einen Ventilkörper 24, in welchen ein eine Verbindungsleitung 63 mit dem Inneren der Im-Rohrstutzen 25 eingreift. Dieser Rohrstutzen ist 4° pedanzsäule 13 verbunden. Im Inneren dieser Säule T-förmig und weist eine Hochdruckeinlaßöffnung 26 befindet sich ein stationärer Kontakt 64 am Ende einer und eine Niederdruckeinlaßöffnung 27 auf, beide öff- Vielzahl von Impedanz- oder Widerstandiselementen nungen im Inneren des Körpers 24 liegend. Zur Steue- 65, welche das Isolierrohr 66 einschließt. Die Imperung dieser Einlaßöffnungen 26, 27 dienen ein Hoch- danzelemente 65 bestehen aus einer geeigneten Verdruckventil 28 und ein Niederdruckventil 29; diese 45 bindung, z. B. einem Gemisch aus Kohlenstoff und Ventile sitzen auf einem gemeinsamen Ventilschaft einem Bindemittel od. dgl. Der Zweck der Impedanz-30, dessen eines Ende in einer Führung 31 läuft, die säule 13 ist, die Unterbrechereinheit 10 kurz zu an einer Abschlußplatte 32 durch Bolzen 33 befestigt schließen und so die Spannung während der Unterist. Das andere Ende des Ventilstihaftes 30 ist, wie brechung zu kontrollieren. Wie ebenfalls bekannt, aus Fig. 5 deutlich hervorgeht, an einer Platte 34 be- 50 dienen die Elemente 65 dazu, das Maß des Anstieges festigt, die das Ende eines Balges 35 ist. Die Platte 34 der Spannung an den Kontakten 47, 49 während des steht unter der Einwirkung einer Feder 36, welche sie Öffnungsvorganges zu erniedrigen, nach, rechts (Fig. 5) zu schieben und damit den Balg Mit dem stationären Kontakt 64 in Wechselwir-35 zusammenzudrücken versucht. kung arbeitet ein beweglicher, zweckmäßig kugelför-

Das Innere 37 des Balges 35 ist wahlweise an den 55 miger Kontakt 67, der am inneren Ende eines Balges Hochdruckbehälter 5 oder an den Niederdruckbehälter 6 68 befestigt ist, welcher durch eine Feder 69 in der anschliießbar. Dies geschieht durch eine Leitung 39 entfalteten Stellung gehalten wird, in welcher die und ein Steuerventilsystem 40, von dem aus Leitungen Kontakte 64 und 67 unter der Einwirkung der Druck-41 und 42 zu dem Hochdruckbehälter 5 bzw. Nieder- feder 69 geschlossen gehalten werden. Die Druckdruckbehälter 6 führen. Das eigentliche Steuerventil 60 feder 69 stützt gegen eine Abschlußplatte 70 der Im-43 steht unter der Einwirkung einer Feder 38, die pedanzsäule 13 ab, wie Fig. 6 zeigt, dieses Ventil nach oben drückt, ferner unter der Ein- Die Arbeitsweise der erfindungsgemäß verbesserten wirkung eines elektromagnetischen Gerätes, beispiels- Unterbrecheranordnung wird nachstehend erläutert, weise eines Solenoides 44. Bei geschlossenem Stromkreis (Fig. 6) sind die be-

Solange das Solenoid 44 stromlos ist, wird das Ven- 65 weglichen, rohrförmigen Kontakte 49 in Berührung

til 43 durch die Feder 38 nach oben gedrückt und mit den stationären Kontakten 47; der geschlossene

schließt dadurch die Einlaßöffnung 45 gegenüber dem Stromkreis verläuft von der Netzklemme 21 über die

Hochdruckbehälter 5, öffnet hingegen die Einlaßöff- Rückströmkammer 19, einen Federfinger 71, das be-

nung 46 gegenüber dem Niederdruckbehäker 6. In wegliche, rohrförmige Kontaktstück 49, den statio-

diesetn Betriebszustand entweicht im Inneren 37 des 70 nären Kontakt 47, ein Verbindungsstück 72 des

ganzen Inneren des Unterbrechers. Das Hodhdruckgas hält die Federn 73 und 69 in zusammengedrücktem' Zustand; die Dichtung 54 verhindert jegliches Entweichen von Gas durch die Ableitung 60.

Zum Wiederschließen des Unterbrechers wird das Solenoid 44 stromlos gemacht, so daß die Feder 38 das Steuerventil 43 nach oben bewegt. Dies hat zur Folge, daß der Hochdruck aus dem Balg 35 entweicht und dadurch das Schließen des Hochdruck-

um /in dem Hochdruckbehälter 5 einen angemessenen Druck zu erhalten. Die Kompressoranlage 9 und das zugehörige Steuerventil sind an sich bekannt.

Während des Entweichens von Gas aus dem Inneren des Unterbrechers in den Niederdruckbehälter 6 wird das in der Rückströmkammer 19 vorhandene Gas durch die öffnung 78 getrieben. Hierdurch wird ein Übersahlagen des Lichtbogens zwischen den Kon-

Trägerteiles 8 und anschließend durch die andere Unterbrecheredoheit 10 in gleicher Weise zu der anderen Netzklemme 20. Bei geschlossenem Stromkreis ist das Hochdruckventil 28 geschlossen, das Niederdruckventil 27 geöffnet. Das gesamte Innere des Unterbrechers unterliegt daher dem Niederdruck des Niederdruckgas-Vorratsbehälters 6. Federn 69 und 73 halten die Nebenkontakte 64, 67 bzw. die Hauptkontakte 47, 49 geschlossen.

Wenn der Unterbrecher geöffnet werden soll, wird io ventile 28 durch die Feder 36 gestattet, während sich das Solenoid 44 erregt; dies hat zur Folge, daß sich das Niederdruckventil 27 öffnet und das Hochdruckdas Steuerventil 43 nach unten bewegt in die Stiel- gas aus der Säule 7 rasch nach unten durch die Ekilung der Fig. 5. Es strömt nunmehr Hochdruckgas laßöffnung27 zu dem Niederdruckbehälter 6 abströmt, durch die Leitungen 41 und 39 in den Innenraum 37 Es kann ein geeigneter Kompressor 9 vorgesehen sein des Balges 35. Hierdurch wird das Hochdruckventil 15 (Fig. 4), der einen Teil des in dem Niederdruckbe-28 geöffnet und das \^Tiederdruckventil 27 geschlos- halter 6 vorhandenen Gases neuerdings komprimiert, sen. Aus dem Behälter 5 strömt Gas durch das Windr
ventil 23 und die Hohlsäule 7 nach oben, wo es sich
verzweigt und gleichzeitig in die beiden Gehäuse 16
eintritt. In dem Raum 74 einer jeden Unterbrecher- 20
einheit herrscht nunmehr nächst der Berührungsstelle
der Kontakte 47, 49 Hochdruck. Dieser Hochdruck
wirkt über stets vorhandene, kleine Risse zwischen
den Kontakten 47, 49 und das Innere 75 des beweglichen Kontaktes 49 auf den Kolben 50, was ein öff- 25 takten 47 und 49 während des Schließvorganges auf nen des beweglichen Kontaktes 49 zur Folge hat. Bei ein Minimum gebracht. Das Hochdruckgas fließt auch der Trennung der Kontakte 47, 49 entstehen Licht- durch die Leitung 63 aus dem Bereich 79 der Impebogen 76 (Fig. 4), die einer heftigen Blaswirkung des dan ζ säule 13 zurück in die Rückströmkammer 19 und durch die beweglichen Kontaktrohre 49 strömenden durch die öffnung 78 des beweglichen Kontaktes 49, Gases ausgesetzt sind und hierdurch gelöscht werden. 30 so daß die Druckfedern 69, 73 das Schließen der Kon-Inzwischen baut sich der Druck im Inneren 77 der takte· herbeiführen.

Rückströmkammer 19 auf. Dieser Druck im Raum 77 Hervorzuheben ist, daß dank der Feder 36 das

bewirkt jedoch eine Geschwindigkeit des Gasstromes Hochdruckventil 28 geschlossen und das Niederdruckdurch die öffnung 78 des beweglichen Kontaktes 49 ventil 27 geöffnet wird, wenn beide Behälter 5, 6 leer so lange, als der Druck P¹ im Raum 77 über 53 %> 35 sind. In diesem Fall sind dann die Unterbrecherkondes Druckes P in dem Raum 74 nächst den Kontakten takte in der geschlossenen Stellung. Wenn es ge-47, 49 beträgt. Durch· die öffnung 78 und gegen den wünscht ist, die Ventile für die Nichtdruckstellung Lichtbogen 76 findet ein Gasstrom bei Schallgeschwin- umzukehren, dann werden der Hoch- und der Niederdigkeit statt, wenn der Druck in dem Raum 77 53°/o druckbehälter 5, 6 vertauscht, wie in Fig. 9 gezeigt, erreicht. Jeder weitere Aufbau des Druckes P¹ über 40 Dort befindet sich der Balg 35 auf der entgegendie 53%-Grenze verringert, wie jedem Fachmann ge- gesetzten Seite des Ventilgehäuses 24; die Feder 36 läufig ist, die Strömungsgeschwindigkeit des Gases wirkt in der gleichen Richtung, wie zuvor, gegen eine durch die öffnung 78. Platte.81, die am rechten Ende der Ventilstange 30°

Die Abmessungen der öffnung 78 und. der Rück- befestigt ist. Wenn in diesem Falle beide Behälter 5 Strömkammer 19 sind so, daß während der Unter- 45 und 6 leer sind, dann wird das Hochdruckventil 28 brechungsperiode der Größenordnung zweier Cyclen geöffnet, während d.as Niederdruckventil 27 ge-Gas mit Schallgeschwindigkeit durch die öffnung 78 schlossen wird.

strömt und hierbei den Lichtbogen rasch löscht. Her- Wenn jegliches Entweichen von Gas durch die Ab-

vorzuiheben ist, daß der Kolben 50 beim Bewegen des leitung 60 vermieden, also ein vollständig geschlosse-Kontaktes 49 in seine Offenstellung unter Umständen 5° nes System geschaffen werden soll, dann wird die gegen die Dichtung 54 anliegt und hierdurch die Ab- Unterbrechereinheit 10 in der Ausführungsform der

Fig. 7 oder in der Aus füh rungs form der Fig. 8 verwendet. Bei der ersterwähnten Ausführungsform findet ein Balg 82 Verwendung, so daß bei Anstieg eines Druckes in dem Raum 77 die Feder 83 zusammengedrückt wird. Die Arbeitsweise der abge

leitung 60 verschließt. Irgendein Druck, der in dem Bereich 55 über das Maß des in dem Behälter 6 herrschenden, bestimmten Niederdruckes ansteigt, bewirkt das öffnen des Ventils 56.

Infolge der Verengung der Leitung 63 bleibt der bewegliche Nebenkontakt 67 während des Unterbrechiungsvorganges in der geschlossenen Stellung (Fig. 4). Mit anderen Worten: während der Lichtbogen 76 gelöscht wird, ist der Widerstand bzw. die Impedanz 65 wirksam im Sinne der Erleichterung dieses Löschprozesses. Wenn der Druck P² im Bereich 79 des Gehäuses 17 so groß wird, daß er die durch die

wandelten Einheit 10·⁴ (Fig. 7) ist die gleiche wie die Arbeitsweise der an Hand der Fig. 6 beschriebenen Einheit.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 ist eine Umfangsdichtung 84 auf der Innenseite des Kolbens 50^a des beweglichen Kontaktes 49 vorgesehen. Die anderen Teile der Rückströmkammer 19 dieser Figur sind dieselben, wie in Fig. 6 gezeigt; die Dichtung 84 ver-

Druckfeder 69 im Inneren des Balges 68 augeübte

Kraft überwindet, dann werden die Nebenkontakte 65 hindert lediglich den Durchgang von Gas an der Um-64, 67 getrennt; der entstehende Luftspalt bewirkt fangskante des Kolbens 50° in der Zeit, während Löschung des Lichtbogens des Nebenstromkreises welcher der Kolben 50" nicht an der Dichtung 54 ansicht gezeichnet). Auf die beschriebene Weise bleibt liegt.

bei geöffnetem Unterbrecher das Hochdruckventil 28 Aus vorstehendem ergibt sich, daß bei einer relativ

offen, und der Druck des Hoohdruckgases herrscht im 70 niedrigen Spannung, ungefähr 100 kV und darunter,

eine einzige Anordnung 2 als vollständiger Unterbrecher genügt, wie in Fig. 3 gezeigt. Für höhere Spannungen können mehrere Anordnungen 2 in· Gruppen Verwendung finden, wobei die Isolatorsäulen 7 langer sind (Fig. 1).

Der Unterbrecher ist im besonderen für den Betrieb mit Spezialgasen bestimmt, beispielsweise zum Betrieb mit Schwefelhexafluorid (S F₆); in diesem Fall ist es weder wirtschaftlich, noch erwünscht, Gase in die Atmosphäre abzulassen, wie dies im allgemeinen bei der Verwendung von Luft als Druckgas in Unterbrechern geschieht.

Bei dem erfindungsgemäßen Unterbrecher werden zwei Gassysteme verwendet. Eines wird unter Hochdruck und eines unter Niederdruck gehalten. Während der Unterbrechung wird Hochdruckgas durch den Lichtbogen geblasen und nimmt gegebenenfalls seinen Weg in das Niederdrucksystem, von welchem es in das Hochdrucksystem zurückgepumpt wird. Solange sich der Unterbrecher in geöffneter Stellung befindet, ist er vollständig mit Hodhdruckgas gefüllt. Bei der geschlossenen Stellung hingegen ist er vollständig mit Niederdruckgas gefüllt. Dies wird durch Anordnung der beiden Behälter 5, 6 und durch das Dreiwegwindventil 23 erreicht. Zum Schließen des Unterbrechers wird der Druck in demselben auf den Druck des Niederdrucksystemes verringert, was zur Folge hat, daß die verschiedenen Federn das Schließen dfer Kontakte herbeiführen. So lange der Unterbrecher geschlossen ist, ist er, mit Ausnahme über das Ventil 56, gegen Atmosphäre abgeschlossm. Dieses Ventil öffnet bei einem Druck, der um ein geringes höher ist als der Druck des Niederdrucksystems.

Wie schon angedeutet, ist die Konstruktion besonders zweckmäßig bei Verwendung eines Gases, das die physikalischen Eigenschaften von Schwefelhexafluorid (S F₆) besitzt, obgleich der erfindungsgemäße Unterbrecher nicht auf die Verwendung eines derartigen Gases beschränkt ist. Dieses besondere Gas hat die Eigenschaft, daß es nicht ätzend ist und daher für die inneren Teile des Unterbrechers eine besonders wünschenswerte Atmosphäre darstellt, sei es, daß der Unterbredher in der geöffneten oder in der geschlossenen Stellung steht. Die dielektrische Festigkeit und die Unterbreoherfähigkeit des erwähnten Gases betragen ein Vielfaches gegenüber Luft; infolgedessen kann der aufrechterhaltene Druck, sei es im geschlossenem, sei· es in geöffnetem Zustand, wesentlich geringer sein als bei Verwendung von Luft. In einer Atmosphäre von S F₆ kann ferner ein wesentlich größerer Wert an Reststrom an den Kontakten 64, 67 unterbrochen werden als in Luft. Versuche zeigen, daß an einer einzigen öffnung S F₆ ebensoviel Strom bei kV und 7 kg/cm² unterbricht als Luft bei 22 kV und 18 kg/cm².

Das erfindungsgemäße Gerät ist in seiner Dreiecksform mit der Stütze 11 in der Mitte der Impedanzsäulen 13 außerordentlich widerstandsfähig. Jede der Impedanzsäulen 13 samt der zugehörigen Einheit 10 kann allein abgenommen und ausgewechselt werden, ohne daß die Halterung der anderen Impedanzsäulen und deren zugehörige Unterbrechereinheiit gestört werden.

Es kann in besonderen Fällen erwünscht sein, den Innenraum des Unterbrechers unter erhöhtem Druck mit einem Gas zu halten, welches rein, trocken, nicht ätzend und von hoher, dielektrischer Festigkeit ist. Auf diese Weise werden die Möglichkeit einer Kondensation von Feuchtigkeit und damit die Gefahr von elektrischen Überschlägen vermieden. Mit anderen Worten, ein bevorzugtes Gas ist SF₆ bei einem Druck, der über dem atmosphärischen Druck liegt. In diesem Fall wird jeweiliges Lecken von Luft oder Feuchtigkeit in dem System vermieden, weil der Druck in dem System stets größer ist als der Druck der den Unterbrecher umgebenden Atmosphäre.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Isolatorsäule 7 benutzt wird sowohl als Leitung für das Hochdiruckgas zur Unterbreehereinheit 10 wie auch zur Ableitung des verbrauchten Hochdruckgases zurück von der Unterbreehereinheit. Der Druckgasunterbrecher bildet ein geschlossenes System, in welchem das Gas, beispielsweise SF₆, nicht im die Atmosphäre ausgestoßen, sondern immer wieder von neuem benutzt wiird. Wie schon erwähnt, ist ein Gas, wie S F₆, für den Erfindungszweck besonders geeignet, weil es· besonders wirtschaftliche Dimensionen des Unterbrechers und der Isolierelemente ergibt und ein besser isolierendes Medium darstellt als komprimierte Luft. Außerdem arbeitet der erfindungsgemäße Unterbrecher praktisch geräuschlos.

Bei Verwendung eines Gases, wie SF₆, werden dlie günstigste Kontakttrennung bei der Unterbrechung und eine dielektrische Festigkeit bei Drücken erzielt, denen Werkstoffe, wie Porzellan- od dgl. Träger, ahne weiteres standhalten. Es kann jedoch das erfmdtungsgemäße Gerät statt mit S F₆ für den einen oder anderen Zweck auch mit anderem Gas betrieben werden.

Zur Spannungsteilung zwischen den Unterbredhereinheiten 10 naöh Löschung der Bogen zwischen den Nebenkontakten 64, 67 sind in bekannter Weise besondere Mittel vorgesehen, beispielsweise Impedanzen. Gemäß Fig. 1 sind Nebenschlußkapazitäten C, C¹, C^z verwendet. Diese Kapazitäten können gleich sein, wenn sie einen ausreichend hohen Kapazitätswert aufweisen, oder aber es kann die Kapazität C an den Endaggregaten 2, die am höchsten beansprucht sind, größer sein und bezüglich des Kapazitätswertes gegen die Mitte zu abnehmen, wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 wird die gewünschte Nebenschlußkapazität C¹ durch Ausbildung des wetterfesten Gehäuses 17 aus geeignetem Werkstoff, beispielsweise Titaniumdioxyd (TiO₂) gewonnen. Der Widerstand R in Fig. 3 repräsentiert den Leckstrom, der entsteht, wenn TiO₂ als Werkstoff für das Gehäuse 17 benutzt wird. Die Kapazitäten können im Rohrinneren gebildet werden durch Folien-, Blatt- od. dgl. Einlagen.

Wie üblich, werden in Reihe mit der Leitung 4 (Fig. 1) Trennschalter (nicht gezeichnet) angeordnet. Diese werden geöffnet, wenn an der Leitung gearbeitet werden muß.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckgas-Stromunterbrecher mit einem Hochdruckgasbehälter, einem Niederdruckgasbehälter und einer Unterbreehereinheit, welche durch ein gasführendes Isolierrohr getragen ist und zwei relativ zueinander bewegliche Kontakte aufweist, deren einer im Sinne des Schließens belastet ist und bei Beschickung des Isolierrohres mit Druckgas aus dem Druckgasbehälter in die Offenstelluaig

bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der

Hochdruckbehälter (5) und der Niederdruckbehälter (6) wahlweise an das gleiche Ende der gasführenden Isolierleitung (7) vermittels eines Steuerventilsystems (23) angeschlossen sind, daß an das den Behältern entgegengesetzte Ende der

Isolierleitung (7) die die Unterbrechereinheiten (10) tragenden Isolierrohre angebracht sind und daß jede Unterbrechungseinheit (10) mit einer zur Aufnahme und Speicherung des Hodhdirudkgases während! der Kantaktöffnuing nadh dessen Durchgang durch die Kontaktunterbrechungsstelle (74) dienenden, geschlossenen Rückstromkammer (19) versehen .ist, von welcher das gespeicherte Hochdruckgas während des Kontaktsohließungsvorganges durch die Kontaktunterbrechungsstelle (74) in den Niederdruckbahälter (6) strömt.

2. Druckgas-Stromunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (49) rohrförmig und an seinem außerhalb der Rückstromkammer (19) liegenden Ende offen ist und daß er öffnungen (52) aufweist, durch welche sein Innenhohlraum (75) mit der Rückstromkammer (19) kommuniziert.

3. Druckgas-Stromunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (49) in einer Wandung der Rückstromkammer (19) beweglich geführt ist und an seinem inneren Ende einen mit ihm fest verbundenen Kolben (50) aufweist, der in einen Entlüftungszylinder (51) im Inneren der Rückstromkammer eingreift (Fig. 6).

4. Druckgas-Stromunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (49) in einer Wandung dier Rückstromkammer beweglich geführt und mit einem Balg (82) verbunden ist, dessen Innenraum entlüftet ist (Fig. 7).

5. Druckgas-Stromunterbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Gasleitung (7) aus einer nach oben gerichteten Isoliersäule besteht, welche ein Paar von in Reihe gesahalteten Unterbrechereinheiten (10) trägt, die schräg nach oben stehen und von denen jede an ihrem Ende eine Rückstromkammer (19) aufweist, wobei der Hochdiruckgasbehälter (5) und der Niederdruckgasbehälter

(6) zusammen mit dem Steuerventilsystem (23) am unteren Ende der Isodiersäule angeordnet sind.

6. Druckgas-Stromunterbrecher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckgasbehälter (5) und; der Niederdruckgasbehälter (6) mit der isolierendem Gasleitung (7) durch ein Dreiwegwindrventil (23) verbunden sind, welches eine Ventilstange (30) mit einem Hochdruckventil (28) und einem Niederdlruckventil (29) umfaßt, sowie Mittel (36) zum Bewegen der Ventiletange in einer Richtung im Sinne des Schließen« eines* der Ventile und einen Balg (35) zum Bewegen der Ventdlstange im Sinne des Schließens des anderen Ventils in der entgegengesetzten Richtung (Fig. 4, 5, 9).

7. Druckgas-Stromunterbrecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dier Balg (35) des Dreiwegwindrventils (23) in einem Niederdruckraum angeordnet ist, unid daß Mittel., z. B. ein Steuerventil (40), vorgesehen sind zur walhlweisen Verbindung des Innenraumes dieses Balges (35) entweder mit dem Niederdruckgasbehälter (6) oder mit dem Hochd'ruokgasbehälter (5).

8. Druckgas-Stromunterbrecher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwegwindventiil (23) so ausgeführt ist, daß es den Niederdruckgasbehälter (6) mit der isolierenden Gasleitung (7) verbindet, wenn beide Gasbehälter (5, 6) leer sind (Fig. 4, 5).

9. Druckgas-Stromunterbrecher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, diaß das Dreiwegwindventiil (23) so ausgeführt ist, daß es den Hochdruckgasbehälter (5) mit dier isolierenden Gasleitung (7) verbindet, wenn beide Gasbehälter (5, 6) leer sind (Fig. 9).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 628 853, 629 247, 130, 691 130, 691 131, 691 132, 695 051, 695 077, 225, 850 179, 873 420, 911 280.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen